軽量化実現の新型新幹線N700S、なぜそれで乗客が便利になるのか？　JR東海の大きな狙いも

N700Aに続く東海道・山陽新幹線の次世代新型車両「N700S」。車両の軽量化や装置類の小型化に力点を置いて開発されましたが、なぜ軽量化や小型化に力を入れたのでしょうか。

　JR東海は2018年3月20日（火）から、N700Aに続く東海道・山陽新幹線の次世代新型車両「N700S」の走行試験を始めました。

　走行試験で使われているN700Sは「確認試験車」と呼ばれる16両×1編成。今後、さまざまな試験や検証を行った上で、2020年度には営業運転で使用する量産車が導入される見込みです。順調にいけば、2～3年後には乗れることになりそうです。

　ところで、JR東海が公表している資料によると、N700Sは車両の軽量化や装置類の小型化に力を入れた車両であることがうかがえます。

　たとえば、架線から電気を取り入れるパンタグラフの場合、パンタグラフを支える部品（支持部）をひとつ減らして2本にし、N700Aに比べ約50kgの軽量化を実現したといいます。台車フレームの構造も見直し、補強用の部品や溶接が必要な場所を削減。台車ひとつあたりで約75kgの軽量化を図っています。

　電車の心臓部といえるモーターも改良されました。電磁石を小さくしつつ従来の4極から6極に増やし、これにより従来と同じ出力を確保しながら小型化。

　このほか、架線から取り入れた電気を扱いやすい電圧に下げる変圧器や、搭載しているモーターに適した電気に変換する装置（コンバーター・インバーター＝CI）も小型化、軽量化されました。モーターとこれら装置を含む駆動システム全体では、20％軽量化したといいます。

　JR東海は各種装置の軽量化により、N700Sの重量（16両編成の合計）を700t以下にする計画です。同社が主体となって開発した新幹線の車両としては、初めて600t台に収まります。

　それにしても、なぜJR東海は新幹線車両の軽量化を進めているのでしょうか。

　新幹線に限りませんが、鉄道車両は重ければ重いほど線路にかかる負荷が大きくなり、痛みやすくなります。とくに200km/h以上の高速で走る新幹線の場合、負荷はさらに大きくなります。

　また、重い車両は騒音や振動も大きくなります。車両を軽くすれば騒音や振動が減り、乗り心地の向上を図ったり、線路の近くに住んでいる人たちに可能な限り迷惑をかけないようにすることができます。

　軽量化の利点はこれだけではありません。人間が重い荷物を持って走るのと、荷物を全く持たずに走るのとでは、荷物を持たずに走った方が疲れません。これと同じように、車両を軽くすればするほど、列車の運転で必要な電気の量を減らせるのです。N700Sの場合、285km/hの走行時でN700Aより電力消費量を約7％削減できるといいます。

　ちなみに、電力消費量が減るということは、車内で使える電気に「余裕」ができるということでもあります。この「余裕」を使って実現したといえるのが、電源コンセントの全席設置です。

　N700Aではグリーン車のすべての座席にひとつずつコンセントを提供していましたが、普通車は窓側の壁にひとつだけ設置していました。N700Sは普通車の座席も肘掛けにコンセントを設置し、全席設置を実現。N700Sの導入が本格化すれば、「スマートフォンのバッテリーが切れたけど窓側の席を確保できなかった。

　また、N700Sはリチウムイオン電池を使った「バッテリー自走システム」も搭載。架線から電気を取り入れることなく、自力で走ることができるようになります。長い距離を高速で運転することはできませんが、地震の発生で停電したときなどは、とりあえずトンネルや鉄橋の外に出て乗客を安全に誘導するといった対応も可能になります。

　ところで、N700Sでは軽量化だけでなく、先に触れた変圧器やCIなど床下に搭載する各種装置の小型化も図られました。実はここに、JR東海がN700Sに込めた「狙い」が隠されています。

　変圧器やCIは、新幹線の車両を動かすために必須の装置。しかし、これらの装置はひじょうに大きく、複数の車両に分散して搭載しなければなりません。このため、東海道新幹線を走る現在の車両は、1本の編成を組むための車両数が最少でも8両1組。

　一方、N700Sでは床下機器の小型化により、変圧器とCIの両方を1両に搭載することも可能になりました。そこでJR東海は機器類の配置を見直し、N700Sでは最少4両でひとつの編成を組めるようにしています。4両1組ですから、基本的な設計を変えることなく2組の8両編成や3組の12両編成を組むことも可能。列車の利用状況にあわせて柔軟に対応できます。

　ただ、N700Sが使われる路線のうち、山陽新幹線はともかく東海道新幹線はすべての列車が16両編成。1日平均の利用者数が約45万人という利用状況から考えてみても、8両編成や12両編成を導入する必要があるようには思えません。

　これについてJR東海は、N700Sを「新幹線の標準車両」と位置づけたため、と説明しています。同社は東海道・山陽新幹線だけでなく、海外も含めたほかの新幹線や高速鉄道にもN700Sを展開したいという考えがあり、そのためには各地の路線の利用状況に応じ、適度の車両数で編成を組めるようにしておく必要があるのです。

　将来的には、700系をベースに開発された700T形（12両編成）が走る台湾高速鉄道などでも、N700Sの姿を見ることができるようになるかもしれません。なお、現在は16両編成のN700S確認試験車は、2018年10月から8両編成での走行試験を行う予定です。